196066. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tetronsav előállítására
1 2 A találmány tárgya eljárás tetronsav előállítására 4-klór-acetecetészterből. Ismert, hogy acetecetészterbői kiindulva 2,4-dibróm-acetecetészteren és 3-bróm-tetronsavon kereszttől, majd ezt követően nátrium-amalgámmal történő hidrogénezéssel tetronsav állítható elő (Wolff és Schwabe, Ann. 291 /1896/, 231, és W. D. Kumler, J. Am. Chem. Soc. 60 /1938/ 863). A kiindulási anyagra vonatkoztatott tetronsav kitermelés ebben az eljárásban 18%. Mivel ez az eljárás nem volt kielégítő, ezért nagyszámú egyéb eljárást dolgoztak ki. Az 503722. számú svájci szabadalmi leírás szerint például 4-klór-acetecetésztert alakítottak át aromás aminnal 3-arii-amino-krotolaktonná és ebből a tetronsavat ásványi savas kezeléssel szabadították fe(, A módszer hátránya, hogy a tetronsav elválasztása csak nagy vákuumos szublimációval valósítható meg. Az 529.128-as számú svájci szabadalmi leírás szerint 4-halogén-ace te cetsavból indulnak ki, amelyet vizes oldatban bázikus anyagokkal alakítanak át. Ásványi savas kezeléssel felszabadítják a tetronsavat. A tetronsav elválasztását itt is nagy vákuumos szublimálással valósítják meg, ezenkívül az elérhető kitermelés csak 43—44%. A 4421.922. számú USA-beli szabadalmi leírás, szerint 4-halogén-acetecetésztert alakítanak át a megfelelő 4-benzíl-oxi-acetecetészterré és ebből hidrogenolízissel közbenső termékként a megfelelő 4-hidroxi-acetecetészter képződik, amelyet savas kezeléssel tetronsawá alakítanak. Ennél az eljárásnál a 4-hidroxi-acetecetészter elválasztható és az elválasztás után végzik el a savas kezelést. A hidrogénolízis sav jelenlétében is elvégethető. Ilyenkor közvetlenül átalakítják a primer in situ képződött 4-hidroxi-acetecetésztert tetronsawá. Az eljárás hátránya, hogy költséges közbenső termékeket kell használni. Grob, Schmidt és Zimmer újból megpróbálták megjavitani acetecetészterbői kiindulva 3-bróm-tetronsavon keresztül a tetronsav szintézisét (Syn. Comm. 11 /5/ 1981, 385- —390). A művelet során elvégezték W. D. Kumler irodalma szerint (J. Am. Chem. Soc. 60 /1983/ 859) az acetecetészter brómozását és ennek a terméknek 3-bróm-tetronsawá alakítását, hidrogénezést azonban Hj-nel és Pd/C-nel folytatták le. Az ennek a lépésnek következtében kezdvezőbb, de mégis csak 82 -94%-os kitermelést érnek el. Ez a kitermelés azonban a 3-bróm-tetronsavra vonatkozik. Ha azonban a kitermelést a teljes reakcióra vonatkoztatjuk, azaz beleszámítjuk az acetecetészterbői (Kumler szerint kb. 36%) kiinduló 3-bróm-tetronsav szintézist, akkor a kitermelés csak 29-34%. Az eljárás további hátránya, hogy a kiváló szerves sók miatt a tetronsav csak hosszadalmas extrakcióval állítható eiő. A találmány tárgya az ismert eljárások hátrányainak a leküzdése. Ezt a találmány szerinti eljárással éljük el. 4-Klór-acetecetészterként elvileg minden észter alkalmazható. Célszerűen 1 —6 szénatomos alkoholok észterei vagy benzil-észterek jönnek szóba. Előnyösen alkalmazunk 4-klór-acetecetsav-etil-észtert. Ismert módszerekkel folytathatjuk le a klórozást 2,4-diklór-észterré. Előnyösen végezzük a klórozást szerves oldószerben vagy oldószerkeverékben szulfuril-kloriddal. Oldószerként klórozott alifás szénhidrogéneket — mint például metilénkloridot, kloroformot, széntetrakloridot — vagy aromás szénhidrogéneket — mint például többek között toluolt - alkalmazunk, előnyösen azonban metüén-klorídot használunk. Célszerűen 4-klór-acetecetészter molekulánként 200-1000 g oldószert használunk fel. A klórozószemek a 4-kiór-acetecetészterhez viszonyított mól-aránya előnyösen 1:1. A klórozási hőmérsékletet változtatni lehet, mégis célszerűen 0-40 °C hőmérsékleten dolgozunk. A klórozás után kiváló 2,4-diklór-észter oldott állapotban van az oldószerben. A további feldolgozás előtt ezt a 2,4-diklór-észtert az oldószertől előnyösen szabaddá tesszük és hőkezelésnek vetjük alá. Célszerűen úgy járunk el, hogy a 2,4-diklór-észtert az oldószer bepárlása után megszárítjuk és 110—160 °C hőmérsékleten, előnyösen 130-150 °C-on hevítjük. Ezt a hőkezelést célszerűen visszafolyató hűtő alatt, csökkentett nyomáson vagy normál-nyomáson, előnyösen normál-nyomáson folytatjuk le. A befejeződött reakció után a szilárd termékként előállított 34dór-tetronsavat előnyösen aromás szénhidrogénnel tisztítjuk és ezt követően hidrogénezésnek vetjük alá. A hidrogénezést vízben végezzük. Ehhez a 3-klór-tetronsav vizes oldatát 2-10 t%-ban hordozóanyagra - mint például horzsakőre, agyagra, szilikagélre vagy szénre — felvitt nemesfém-katalizátor jelenlétében — mint például platina, palládium vagy ródium - hidrogénnel, nyomás alatt, 0-30 °C hőmérsékleten hidrogénezzük. Előnyösen 5 t%-ban szénre felvitt palládiummal , szobahőmérsékleten dolgozunk, A hidrogénezési nyomás 3,5 és 20 bar közötti érték lehet, amikor az alacsony nyomások hosszabb hidrogénezési időt jelentenek. Célszerűen 3-klór-tetronsav molekulánként 3,0- -8,0 g, előnyösen 4,0 g palládium-katalizátort alkalmazunk. A jelenlegi technikai állásból ismert eljárásokkal szemben a találmány szerinti eljárás a következő előnyökkel ren delkezik : A 2,4-diklór-acetecetészter szinte kvantitatíven előállítható a nagyiparilag rendelkezésre álló 4-klór-acetecetészterből és a további átalakításhoz nincs szükség desztillációs tisztításra. A 3-klór-tetronsav kitermelése (65-75 t%) a 2,4- -diklór-acetecetészter hődklizálása soián kétszer annyi, mint a megfelelő dibróm-észterből előállított 3-bróm-tetronsav kitermelése. A 3-klór-tetronsavnak tetronsawá redukálása során bázis hozzáadása nélkül dolgozhatunk. így elmarad a tetronsavnak és a szervetlen sónak a költséges szétválasztása. 1. példa 33S,9 g (2,00 mól) 4-klór-acetecetsav-etil-észtert oldunk 1000 ml metilén-kloridban. Ehhez szobahőmérsékleten 2,5 óra alatt lassan hozzácsepegtetünk 287/12. g (2,04 mól) szulfuril-kloridot. A gázfejlődés kb. 10 óra múlva befejeződik. Ezt követően rotációs bepárlóban ledesztilláljuk az oldószert és a sárga olajos reakdóterméket nagy vákuumban szárítjuk. így 96,1%-os tisztaságú (GC) 405,3 g 2,4-diklór-acetecetsav-etil-észtert kapunk. A 2,4-diklór-acetecetsav-etil-észtert 140 °C hőmérsékleten 2$ óráig hevítjük visszafolyató hűtő 196.066 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ¥ 60 2
